Lista de Exercícios Introdução à Espectrometria ALGUNS EXERCÍCIOS SÃO DE AUTORIA PRÓPRIA. OS DEMAIS SÃO ADAPTADOS DE LIVROS CITADOS ABAIXO.

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1 ALGUNS EXERCÍCIOS SÃO DE AUTORIA PRÓPRIA. OS DEMAIS SÃO ADAPTADOS DE LIVROS CITADOS ABAIXO. 1 a) Qual o valor de absorvância que corresponde a 45,0% T? (Resp: 0,347). b) Se uma solução 0,0100 M tem, em determinado comprimento de onda, 45% T, qual será a transmitância percentual para uma solução 0,0200M da mesma substância? (Resp: 20,2%). 2 a) Uma solução 0, M de um composto A apresentou uma absorvância de 0,624 em 238 nm numa cubeta de 1,000 cm de caminho óptico. Uma solução em branco, contendo apenas o solvente, apresentou uma absorvância de 0,029 no mesmo comprimento de onda. Determine a absortividade molar do composto A (Resp: 1502,5 M -1 cm -1 ). b) A absorvância de uma solução de concentração desconhecida do composto A, no mesmo solvente e usando a mesma cubeta, é de 0,375 em 238 nm. Determine a concentração de A na solução desconhecida (Resp: 0, M). c) Uma solução concentrada do composto A, no mesmo solvente, foi diluída a partir de um volume inicial de 2,00 ml para um volume final de 25,00 ml e a seguir teve uma absorvância de 0,733. Qual é a concentração de A na solução concentrada? (Resp: 0,00586 M). 3 a) Qual é a quantidade de energia (em quilojoules) que é transportada por um mol de fótons de luz vermelha com λ = 650 nm? (Resp: 184 Kj/mol). b) Quantos quilojoules de energia são transportados por um mol de fótons de luz violeta com λ = 400 nm? (Resp: 299 Kj/mol). 4 Calcule a frequência (em hertz), o número de onda (em cm -1 ) e a energia (em joules por fóton e joules por mol de fóton) da luz visível com um comprimento de onda de

2 562 nm (Resp: 5,34 x hertz ; 1,78 x 10 4 cm -1 ; 3,54 x j/fóton e 2,13 x 10 5 j/mol de fóton, respectivamente). 5 Qual é a cor de um composto cuja absorção máxima no visível está em 480 nm? (Resp: vermelho). 6 A absorvância de uma solução 2,32 x 10-5 M de um composto é de 0,822 num comprimento de onda de 266 nm de numa célula de 1,00 cm de caminho óptico. Calcule a absortividade molar em 266 nm. (Resp: 3,54 x 10 4 L mol -1 cm -1 ). 7 Uma solução contendo 8,75 ppm de KMnO 4 (158,8 g mol -1 ) apresenta uma transmitância de 0,743 em uma célula de 1,00 cm a 520 nm. Calcular a absortividade molar do KMnO 4. (Resp: 2,34 x 10 3 L mol -1 cm -1 ). 8 Um farmacêutico precisou analisar o teor de ferro na água de um riacho e para tal ele adotou o seguinte procedimento: Uma amostra com 25,00 ml de água foi acidificada com ácido nítrico e tratada com KSCN em excesso para formar um complexo vermelho. A solução foi diluída para 100,0 ml e colocada numa célula de comprimento óptico variável. Para efeito de comparação, 10,0 ml de uma amostra de referência de Fe 3+ 6,80 x 10-4 M foram tratados com HNO 3 e KSCN, e então diluídos a 50,0 ml. A referência foi colocada numa célula com caminho óptico de 1,00 cm. A amostra de água apresentou a mesma absorvância da referência quando o caminho óptico da sua célula foi de 2,48 cm. Qual foi a concentração de ferro que o farmacêutico encontrou na água do riacho? (Resp: 2,19 x 10-4 mol L -1 ). 9 Um composto com a massa formal de 292,16 foi dissolvido em um balão volumétrico de 5,00 ml. Foi retirada uma alíquota de 1,00 ml, colocada num balão volumétrico de 10,0 ml e diluída até a marca do balão. A absorvância em 340 nm foi de 0,427 numa cubeta de 1,000 cm de caminho óptico. A absorvidade molar para esse composto em 340 nm é ε 340 = 6130 M -1 cm -1.

3 a) Qual era a concentração do composto no balão de 5 ml? (Resp: 6,97 x 10-4 mol L - 1 ). b) Quantos miligramas de composto foram usados para fazer 5 ml de solução? (Resp: 1,02 mg). 10 Uma solução 7,25 x 10-5 mol L -1 de permanganato de potássio apresenta uma transmitância de 44,1% quando medida em uma célula de 2,10 cm no comprimento de onda de 525 nm. Calcule a absortividade molar do KMnO 4. (Resp: 2,34 x 10 3 L mol -1 cm -1 ). 11 O berílio(ii) forma um complexo de massa molar igual a 166,2 g mol -1 com a acetilacetona. Calcular a absortividade molar do complexo, dado que uma solução 1,34 ppm apresenta uma transmitância de 55,7% quando medida em uma célula de 1,00 cm a 295 nm. (Resp: 3,15 x 10 4 L mol -1 cm -1 ). 12 Uma alíquota de 5,00 ml de uma solução que contém 5,94 ppm de ferro(iii) é tratada com um excesso apropriado de KSCN e diluída para 50,00 ml. Qual é a absorbância da solução resultante a 580 nm em uma célula de 2,50 cm? DADOS ε FeSCN2+ = 7,00 x 10 3 L cm -1 mol -1 ; Massas Molares: C = 12, Fe = 56, N = 14, S = 32 (Resp: 0,186). 13 A 580 nm, o comprimento de onda de seu máximo de absorção, o complexo FeSCN 2+ apresenta uma absortividade molar de 7,00 x 10 3 L cm -1 mol -1. Calcule: a) a transmitância (em %) de uma solução 3,75 x 10-5 mol L -1 do complexo a 580 nm em uma célula de 1,00 cm. (Resp: 54,7%). b) a transmitância (em %) de uma solução na qual a concentração do complexo é duas vezes aquela do item a. (Resp: 29,9%).

4 c) a absorbância de uma solução que apresenta a metade da transmitância daquela descrita no item a. (Resp: 0,563). 14 Complete a tabela abaixo, usando massa mola igual a 200, quando necessário. ε a b c Itens A %T M -1 cm -1 cm -1 ppm -1 cm M ppm a) 0,172 4,23 x ,00 b) 44,9 0,0258 1,35 x 10-4 c) 0,520 7,95 x ,00 d) 39,6 0, ,76 e) 3,73 x ,100 1,71 x 10-3 f) 83,6 1,00 8,07 x 10-6 g) 0,798 1,50 33,6 h) 11,1 1,35 x ,07 x 10-5 i) 5,23 9,78 x ,24 j) 0,179 1,00 7,19 x 10-5 Respostas: Itens A %T ε a b c M -1 cm -1 cm -1 ppm -1 cm M ppm a) ,3 4,23 x ,0212 1,00 4,07 x ,13 b) 0,348 44,9 5,15 x ,0258 0,500 1,35 x ,0 c) 0,520 30,2 7,95 x ,0398 1,00 6,54 x ,1 d) 0,402 39,6 1,83 x , ,50 8,80 x ,76 e) 0,638 23,0 3,73 x ,0187 0,100 1,71 x f) 0, ,6 9,64 x ,0483 1,00 8,07 x ,61 g) 0,798 15,9 3,17 x ,0158 1,50 1,68 x ,6 h) 0,955 11,1 1,35 x ,0677 1,00 7,07 x ,1 i) 1,28 5,23 9,78 x ,0489 5,00 2,62 x ,24 j) 0,179 66,2 2,49 x ,0124 1,00 7,19 x ,4

5 15 Um composto X deve ser determinado por espectrofotometria UV/visível. Uma curva de calibração é construída a partir de soluções padrão de X com os seguintes resultados: 0,50 ppm, A = 0,24 ; 1,5 ppm, A = 0,36 ; 2,5 ppm, A = 0,44 ; 3,5 ppm, A = 0,59 ; 4,5 ppm, A = 0,70. Uma amostra de X forneceu uma absorbância igual a 0,50 nas mesmas condições de medida dos padrões. a) Utilizando qualquer programa de computador, obtenha a curva analítica com os dados fornecidos, bem como a equação da curva e o coeficiente de correlação. (Resp: Gráfico abaixo). b) Determine a concentração da amostra. (Resp: 2,8 ppm).

6 DADOS A = - log T A = εbc A = abc Tabela: Cores da luz visível Λ (nm) Cor Absorvida Cor Observada Violeta Verde-amarelo Violeta-azul Amarelo Azul Laranja Azul-verde Vermelho Verde Púrpura Amarelo-verde Violeta Amarelo Violeta-azul Laranja Azul Vermelho Azul-verde Púrpura Verde Observação: Esta tabela deve ser interpretada como um guia grosseiro para as cores. Referências 1. Harris, D. C. Explorando a Química Analítica. 4ª ed. LTC Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, Harris, D. C. Análise Química Quantitativa. 6ª ed. LTC Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, Skoog, D. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Crouch, S. R. Fundamentos de Química Analítica. 8ª ed. Pioneira Thomson Learning, São Paulo, 2006.

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